기상학 - 바람(Wind)은 왜 불까?(1)

바람(Wind)이란 무엇일까?

1. 바람이 왜 부는 걸까?에 대해 알아보기 위해선 먼저 바람이 무엇인지부터 알고 가자. 바람이란 고기압에서 저기압으로 Air가 이동하는 흐름을 말하며 우리는 이것을 바람이 분다고 한다. 쉽게 생각하면 Air가 많은 곳에서 보다 적은 곳으로 이동하는 방향과 속도를 측정하고 이것을 풍향과 풍속이라고 표현한다. 다른 어떤 공부도 같겠지만 Wind에 대해 공부하다 보면 머릿속에서 여러 가지가 섞여서 복잡해지는 경우가 많다. 그래서 먼저 여러 종류의 Wind를 나눠두고 하나씩 알아가 보자. Wind는 지균풍, 경도풍, Surface Wind, Local Wind(좁은 지역에서 부는 바람), Upper Wind(Jet Stream과 같은 상층풍)으로 나눌 수 있으며 이제 하나씩 알아가 보자.
2. 이제 바람이 왜 부는지에 대해 알아보자. 바람에 대해 알기 위해선 먼저 네 가지 힘에 대해 이해할 필요가 있다.

PGF,CF, Surface Friction

• Pressure Gradient Force
  • PGF란 Pressure Gradient Force이며 기압 경도력이라고 한다. 위에서 말한 Air가 고기압에서 저기압으로 이동하는 힘을 말한다. PGF는 항상 고기압에서 저기압 쪽으로 힘이 발생하고 고기압과 저기압 차이가 크면 힘이 커진다. 쉽게 말해 Air가 많이 부족한 쪽으로 빨리 채우기 위해 더 빨리 Air가 움직인다고 보면 된다.

출처 : AC-00-6B

• Coriolis Force
  • CF란 Coriolis Force로서 기상현상을 이해하면서 언급한 그 Coriolis Force이다. 간단하게 정리하면 북반구에서 Air의 흐름이 오른쪽으로 휘게 하는 힘으로 정확히는 바람 방향의 90도로 힘이 작용한다.

출처 : CAE Oxford Aviation Academy - Meteorology

• 또한, CF를 구하는 공식은 아래와 같은데, 조금 복잡해 보이지만 몇 가지만짚고 넘어가자. 여기서 중요한 것은 CF는 풍속과 Latitude에 비례하여 커진다는 것이다. 풍속이 중요한 이유는 나중에 다루도록 하고 Latitude에 비례하여 CF가 커지기 때문에 위도 15도 아래에서는 CF는 무시해도 될 정도로 약하다는 것만 기억하자.

• Centrifugal Force
  • Centrifugal Force는 원심력으로 한 점을 기준으로 회전하는 물체가 바깥으로 나가려는 힘을 말한다. 예를 들어, 실에 묶인 구슬을 크게 돌리다가 손을 놓아버리면 멀리 날아가는 것과 같다. Air도 고기압 또는 저기압의 중심을 기준으로 시간방향 또는 반시계 방향으로 이동하기에 원심력의 영향을 받는다.

출처 : CAE Oxford Aviation Academy - Meteorology

• Friction
  • Friction은 마찰력으로 지면과 가까운 Air가 움직이면서 지면과 Air 사이 마찰력이 발생하게 되고 바람의 방향과 속도에 영향을 미치게 된다. 또한 Friction의 강도는 지형의 특성과 바람 속도에 따라 달라지게 되며 험준한 지형은 더 높은 고도까지 Friction의 영향을 받게 된다.

출처 : AC-00-6B

위 네 가지 힘만 이해하게 되면 왜 바람이 부는지와 Geostrophic Wind(지균풍), Gradient Wind(경도풍), Surface Wind(지상풍)에 대해 이해할 수 있다. 다음 글에서 같이 알아보자.